胎盘PFAS暴露与婴幼儿神经发育的性别特异性关联:一项前瞻性队列研究

【字体: 时间:2025年06月16日 来源:Environmental Advances CS7.3

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  本研究针对胎盘全氟和多氟烷基物质(PFAS)这一更接近胎儿宫内暴露的生物标志物,首次系统评估了其与12/24月龄婴幼儿神经发育的关联。通过前瞻性队列设计结合BSID-III评估工具,发现PFAS混合物暴露呈现性别特异性效应:男性婴儿认知和运动评分降低,而女性语言和社会情感评分升高。研究为理解环境污染物通过胎盘屏障影响神经发育的机制提供了新视角。

  

在工业化进程加速的今天,全氟和多氟烷基物质(PFAS)这类"永久化学品"已渗透到人类生活的各个角落——从防水涂料到食品包装,甚至化妆品中都能发现它们的踪迹。更令人担忧的是,这些化学物质能够通过胎盘屏障进入胎儿体内,而发育中的神经系统对这些环境毒素尤为敏感。尽管已有研究表明母体血液中的PFAS与儿童神经发育存在关联,但作为母胎界面的直接调控者,胎盘组织中的PFAS暴露是否以及如何影响婴幼儿早期神经发育,仍是一个未被探索的科学盲区。

美国阿肯色大学医学中心领衔的研究团队利用Glowing前瞻性出生队列(2010-2014年招募的151对母婴),首次系统评估了胎盘组织中5种高检出率PFAS(PFOA、PFOS、PFHxS、PFNA、PFDA)与12/24月龄婴幼儿神经发育的关联。研究采用高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)精确量化胎盘PFAS浓度,运用Bayley婴幼儿发展量表第三版(BSID-III)评估认知、语言、运动等五大神经发育维度,并通过线性回归、分位数g计算和贝叶斯核机器回归等多模型验证。论文发表于环境科学领域期刊《Environmental Advances》,为理解环境污染物经胎盘途径影响神经发育提供了重要证据。

关键技术方法包括:1) 从6个胎盘位点采集组织样本经液氮均质化处理后,采用同位素稀释校准的HPLC-MS/MS检测17种PFAS;2) 由专业心理评估师实施BSID-III标准化测试;3) 针对5种检出率>65%的PFAS(PFOA、PFOS、PFHxS、PFNA、PFDA),采用分位数g计算评估混合物效应;4) 通过贝叶斯核机器回归分析非线性关系和交互作用;5) 在98例匹配样本中比较胎盘、母血和脐血PFAS的关联差异。

【研究结果】
2.1 研究人群特征
队列中86%母亲为白人,70%拥有大学学历,平均妊娠39周。胎盘PFAS检测显示PFOS浓度最高(几何均值0.38 ng/g),PFDA最低(0.03 ng/g)。BSID-III各维度评分均高于临床临界值80分。

2.2 个体PFAS关联分析
线性回归揭示性别特异性模式:PFDA与男性12月龄运动评分负相关(β=-3.23),PFOS与男性认知评分负相关(β=-3.39);相反,PFHxS与女性认知评分正相关(β=4.15)。PFOS和PFNA显著提升女性24月龄社会情感评分(分别β=6.24和5.08)。

2.3 混合物效应分析
分位数g计算显示,PFAS混合物每增加25%导致男性12月龄认知(Ψ=-2.55)和运动(Ψ=-2.86)评分降低,却使女性24月龄语言(Ψ=3.25)和社会情感(Ψ=3.65)评分升高。PFOS是12月龄负面效应的主要驱动因子,而PFOA/PFHxS主导24月龄正面效应。

2.4 生物基质比较
在98例三源匹配样本中,胎盘PFAS浓度显著低于母血但相关性较强(PFOS r=0.83)。脐血PFOA与女性12月龄语言评分负相关(β=-6.41)的效应最为显著,提示不同生物基质可能捕获暴露窗口的差异信息。

【结论与意义】
该研究首次揭示胎盘PFAS暴露与婴幼儿神经发育存在性别特异性关联:男性更易受早期认知/运动损害,而女性后期语言/社会情感功能可能增强。这种"性别悖论"可能与胎盘对雄性和雌性胎儿的不同保护策略有关。尽管效应值较小且置信区间宽泛(可能受样本量限制),但研究创新性地证实:1) 胎盘作为独立于母血/脐血的暴露评估靶点具有独特价值;2) PFAS混合物效应评估需考虑发育阶段和性别差异;3) 长链PFAS(如PFOS)的神经发育毒性可能在生命早期更为突出。

这些发现为修订孕期环境污染物暴露指南提供了新依据,提示未来研究应关注:1) 胎盘对特定PFAS的富集机制;2) 神经发育轨迹的长期随访;3) 新型短链PFAS的潜在影响。特别是对医疗资源匮乏地区,胎盘生物监测可能成为早期识别神经发育风险人群的可行策略。

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